JPS6270250A - セメント配合物用スランプロス防止剤 - Google Patents

セメント配合物用スランプロス防止剤

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JPS6270250A
JPS6270250A JP20875885A JP20875885A JPS6270250A JP S6270250 A JPS6270250 A JP S6270250A JP 20875885 A JP20875885 A JP 20875885A JP 20875885 A JP20875885 A JP 20875885A JP S6270250 A JPS6270250 A JP S6270250A
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cement
copolymer
slump loss
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椿本 恒雄
田原 秀行
健 枚田
宏 伊藤
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Nippon Shokubai Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はセメント配合物用のスランプロス防止剤に関し
、詳しくは、セメント分散剤などにより流動性の改良さ
れたモルタル、コンクリートなどのセメント配合物に配
合して、その流動性の経時的低下(以下、スランプロス
という。)を防止して、施工性を向上せしめる薬剤に関
するものである。
(従来の技術) モルタルやコンクリートなどのセメント配合物は、セメ
ントと水との水和反応など゛により、配合後の時間の経
過と共にコンシスチンシーが低下し、作業性の低下をき
たす。この現象は、一般にスランプロスと呼ばれている
セメント配合物におけるスランプロスは、生コンクリー
トにおいて、運搬時間の制限、打設現場での待機時間等
による品質変化、施工性不良、コールドジヨイント等に
よる耐久性低下などの障害をおこす。また、コンクリー
ト二次製品製造工場などにおいて、セメント配合物のポ
ンプ圧送を昼休みやトラブルによって一時中断し、その
後圧送を再開した時に、圧送圧が急激に増加したリボン
プが閉塞するなどの事故の原因となり、また型枠にセメ
ント配合物を打ち込んだ後、何らかの理由で締め固めな
どの成型が遅れた場合に未完、填等の問題を生ずる。し
たがって、セメント配合物におけるスランプロスは、生
コンクリート工場、二次製品製造工場その他において、
セメント配合物の品質管理上および施工性改善のために
解決しなければならない重要な課題である。
従来、スランプロスの防止対策としては、次のような方
法が知られていた。
イ)コンクリートの単位水量を増加する方法。
口)セメント分散剤の後添加による方法。
ハ)セメント分散剤の繰り返し添加による方法。
二)凝結遅延剤の添加あるいはセメント分散剤との併用
による方法。
上記イ)の方法は、セメント配合物の打設に至るまでの
スランプロスを見込んで単位水量を増大する方法である
が、これにより施工性の改善は図れても、硬化物の強度
低下や乾燥収縮によるひび割れ発生等により耐久性低下
をきたすという品質上の不利あるいは所定強度を得るた
めに単位セメントaを増大するという経済的な不利を伴
なう。
口)の方法は、一時的な流動性改善策であり、スランプ
N持の目的を終了した後にもセメント分散剤がセメント
配合物中に局在的に残存し、局部的なブリージングの発
生、ひいては強度低下などの悪影響をもたらす。
ハ)の方法は、スランプロスした時点で混和剤を再添加
する方法であり、スランプロスを完全に防止するもので
はない。しかも、繰り返し添加という作業性、経済性の
不利がある。
二)の方法は、オキシカルボン酸塩、リグニンスルホン
酸塩、デキストリン、フミン酸等の遅延剤を単独あるい
はセメント分散剤との併用により、セメント配合物の凝
結時間を遅延させて流動性を維持させようとする方法で
あり、過剰添加の場合、強度低下や硬化不良などの事故
を招く危険性が非常に大きい。
このように、いずれの方法も各々欠点を有しており、実
用上問題があった。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明者らは、上記欠点を改善し、セメント分散剤など
により流動性の改良されたセメント配合物に添加してお
くだけで、セメント配合物の流動性などの他の物性に影
響を与えずに、スランプロスを効果的に防止することの
できる薬剤について鋭意研究した結束、特定の共重合体
が有効であることを見出して、本発明に到達した。
(問題点を解決するための手段および作用)すなわち、
本発明は 一般式 %式% [但し、式中Xは水素、メチル基、 −CH2−Coo+R’ O→−R基又はR1は炭素数
2〜3のアルキレン基、R2は水素又は炭素数1〜5の
アルキル基、nは1〜100の正の整数、p及びqはそ
れぞれO又は1〜100の正の整数であり且つl)+Q
は1〜100の正の整数である。)を表わし、Yは一〇
+R’O←−R2基又は n、p及びqは前記の通りである。)を表わす。コで示
されるアルキレンオキシド付加゛単揖体(イ)および一
般式 %式% [但し、式中Mは水素、−価金属、二価金属、アンモニ
ウム基又は有機アミン基を表わし、rはO又は1を表わ
し、 r−Qの場合に7は水素、メチル基、 −CH2−COO+RO→−R2基又はR’、R2,n
、p、及びqは前記の通りである。
)を表わし、 r=1の場合に7は一〇〇〇M基、 −COO+R10+−R2基又ハ R2,n、p、及びqは前記の通りである。)を表わす
。] で示されるカルボン酸系単j体(ロ) を必須成分とし、アルキレンオキシド付加単酒体(イ)
が98モル%以上、カルボン酸系単伍体(ロ)が2モル
%以下(但し、(イ)及び(ロ)成分の合計は100モ
ル%である。)の比率で用いて得られる平均分子m e
oooo〜500000の共重合体(A)及び/又は該
共重合体(A)を更にアルカリ性物質で中和して得られ
る共重合体(B)を主成分とするセメント配合物用スラ
ンプロス防止剤に関するものである。
本発明で用いられる単量体(イ)は、前記一般式で示さ
れるものであり、例えばアクリル酸、メタクリル酸、イ
タコン酸などの不飽和カルボン酸類のHO+RO→−R
(但し、R、R及びnは前記の通りである。)で示され
る一価もしくは二価アルコール類によるエステル化物あ
るいは67記不飽和カルボン酸類にエチレンオキシドや
プロピレンオキシドを付加させて得られるエステル化物
、ならびに前記不飽和カルボン酸類ので示されるアルカ
ノールアミンによるアミド化物あるいは前記不飽和カル
ボン酸類をアンモニアでアミド化した後エチレンオキシ
ドやプロピレンオキシドを付加させて得られるアミド化
物等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いるこ
とができる。また、上記nまたはp+qで示されるアル
キレンオキシドの前記不飽和カルボン酸類のカルボキシ
ル基あたりの付加モル数は1〜100個が適当であり、
それ以上に付加させた単量体(イ)を用いると重合収率
が低下するため好ましくない。
本発明で用いられる単量体(ロ)は、前記一般式で示さ
れるものであり、例えばアクリル酸、メタクリル酸、イ
タコン酸などの不飽和カルボン酸類あるいはそれらの一
価金R塩、二価金属塩、アンモニウム塩及び有機アミン
塩、ならびにイタコン酸のHO+RO+−R(但し、R
,R2及びnは前記の通りである。)で示される一価も
しくは二価アルコール類によるモノエステル化物あるい
はイタコン酸にエチレンオキシドやプロピレンオキシド
を付加させて得られるモノエステル化物、ならびにイタ
コン酸の で示されるアルカノールアミン 化物あるいはイタコン酸をアンモニアでアミド化した後
エチレンオキシドやプロピレンオキシドを付加させて得
られるモノアミド化物等が挙げられ、これらの1種又は
2種以上を用いることができる。
また、上記nまたはIl+Qで示されるアルキレンオキ
シドの付加モル数は1〜100個が適当であり、それ以
上に付加させた単量体(口)を用いると重合収率が低下
するため好ましくない。
共重合体(A)は、単量体〈イ)、単量体(口〉を前記
特定比率で用いて得られたものである。この比率の範囲
をはずれる場合、すなわら、単量体(イ)の毒を単位体
(イ)と単ff1体(口)の合計100モル%に対して
98モル%未゛満とした場合には、スランプロス防止性
能に低下が認められる。
この理由は明確でないが、3次元的に伸びたポリアルキ
レンオキシド鎖によるセメント粒子への吸着作用が、充
分でないためと考えられる。
共重合体(A)を得るに際し、単位体(イ)及び単m体
(口)と共重合可能な他の単量体を、得られる共重合体
(A)のスランプロス防止性能を低下させない範囲で使
用することができる。他の単m体としては、例えば炭素
数1〜20個の脂肪族アルコールと(メタ)アクリル酸
とのエステル類;マレイン酸、フマル酸あるいはこれら
の酸と炭素数1〜20個の脂肪族アルコールまたは炭素
数2〜4個のグリコールもしくはこれらのグリコールの
付加モル数2〜100のポリアルキレングリコールとの
モノエステルあるいはジエステル類:(メタ)アクリル
アミド、(メタ)アクリルアルキルアミドなどの不飽和
アミド類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニ
ルエステル類ニスチレンなどの芳香族ビニル類:ビニル
スルホン酸、アリルスルホン酸、スルホエチル(メタ)
アクリレート、スチレンスルホン酸などの不飽和スルホ
ン酸類およびそれらの一価金屈塩、二価金属塩、アンモ
ニウム塩、有機アミン塩類等が挙げられ、これらのIF
j又は2種以上を用いることができる。
これらの他の単量体の使用量は、可及的に少ないのが好
ましく、多くとも全車m体中40モル%以下の量である
。全車岱体中40モル%を超える多量とした場合には、
得られる共重合体(A)のスランプロス防止性能が不充
分となることがある。
本発明のスランプロス防止剤として有効な共重合体(A
)の平均分子量は60000〜500000、より好ま
しくは80000〜200000の範囲である。平均分
子量が60000未満では連行空気mが多くなってセメ
ント配合物を硬化した際の強度低下をまねいたり、共重
合体自体のセメント分散能によりセメント配合物の流動
性を高める結果スランプロス防止性能が逆に不充分とな
り好ましくない。また、soooooを超える高分子量
では、スランプロス防止性能が不充分となるので好まし
くない。
共重合体(A)をTiJIJ造するには、重合開始剤を
用いて前記単m体成分を共重合させればよい。共重合は
溶媒中の重合や塊状重合等の方法により行うことができ
る。
溶媒中での重合は回分式でも連続式でも行うことができ
、その際使用される溶媒としては、水:メチルアルコー
ル、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等の低
級アルコール:ベンゼン、トルエン、キシレン、シクロ
ヘキサン、n−ヘキサン等の芳香族あるいは脂肪族炭化
水素:酢酸エチル;アセトン、メチルエチルケトン等の
ケトン化合物等が挙げられる。原料用[fi体および得
られる共重合体(A)の溶解性並びに該共重合体(A)
の使用時の便からは、水及び炭素数1〜4の低級アルコ
ールよりなる群から選ばれた少なくとも1種を用いるこ
とが好ましい。炭素数1〜4の低級アルコールの中でも
メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルア
ルコールが特に有効である。
水媒体中で重合を行う時は、重合開始剤としてアンモニ
ウム又はアルカリ金属の過硫酸塩あるいは過酸化水素等
の水溶性の重合開始剤が使用される。この際亜VIi酸
水素ナトリウム等の促進剤を併用することもできる。又
、低級アルコール、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、
酢酸エチルあるいはケトン化合物を溶媒とする重合には
、ベンゾイルパーオキシドやラウロイルパーオキシド等
のパーオキシド;クメンハイドロパーオキシド等のハイ
ドロパーオキシド;アゾビスイソブチロニトリル等の脂
肪族アゾ化合物等が重合開始剤として用いられる。この
際アミン化合物等の促進剤を併用することもできる。更
に、水−低級アルコール混合溶媒を用いる場合には、上
記の種々の重合開始剤あるいは重合開始剤と促進剤の組
合せの中から適宜選択して用いることができる。重合温
度は、用いられる溶媒や重合開始剤により適宜室められ
るが、通常0〜120℃の範囲内で行われる。
塊状重合は、重合開始剤としてベンゾイルパーオキシド
やラウロイルパーオキシド等のパーオキシド;クメンハ
イドロパーオキシド等のハイドロパーオキシド;アゾビ
スインブチロニトリル等の脂肪族アゾ化合物を用い、5
0〜150℃の温度範囲内で行われる。
このようにして得られた共重合体(A)は、そのままで
も本発明のスランプロス防止剤の主成分として用いられ
るが、必要に応じて、更にアルカリ性物質で中和して得
られる共重合体(B)を本発明のスランプロス防止剤の
主成分として用いてもよい。このようなアルカリ性物質
としては、−価金属及び二価金属の水酸化物、塩化物及
び炭酸塩:アンモニア:有機アミン等が好ましいものと
して挙げられる。
本発明のスランプロス防止剤は、種々の公知なセメント
分散剤と併用して使用する。このような公知のセメント
分散剤としては、例えばナフタレンスルホン酸塩ホルマ
リン縮合物、ナフタレンとアルキルナフタレンを含む混
合物のスルホン酸塩ホルマリン縮合物、メラミンスルホ
ン酸ホルマリン縮金物、リグニンスルホン酸、オキシカ
ルボン酸、ポリカルボン酸およびそれらの塩等を挙げる
ことができる。本発明のスランプロス防止剤とこれらの
セメント分散剤との配合割合は、80/20〜20/8
0(重R比)が好ましい。
ざらに、本発明のスランプロス防止剤は、硬化遅延剤、
硬化促進剤、空気連行剤、セメント湿潤分散剤、防水剤
、浦泡剤、強度増進剤、膨張材その他のセメント混和剤
と併用してもよい。
本発明のスランプロス防止剤の添加口は、セメント配合
物中のセメントに対して、固形分型ω%としてO,OO
5%〜2.5%が良い。0.005%未満であると、充
分なスランプロス防止性能が得られないことがある。ま
た、2.5%を超える多jになると、経済的に不利であ
ったり凝結遅延や連行空気m過多などの問題を引きおこ
したりすることがある。
本発明のスランプロス防止剤は、各種ポルトランドセメ
ント、フライアッシュセメント、各種混合セメント、特
殊セメント等の水硬性セメントを使用するセメント配合
物に用いることができる。
本発明のスランプロス防止剤のセメント配合物への添加
形態は、水溶液状において実施されることが最も望まし
いが、粉末あるいは粒状でもよい。
水溶液状で使用する場合は、セメント配合物の練りまぜ
水に添加してもよく、またセメント配合物の練りまぜ後
に添加することも可能である。また、粉末あるいは粒状
で使用する場合は、あらかじめ□セメントあるいは骨材
等のセメント配合物成分とプレミックスして後、練りま
ぜることもできる。
(発明の効果) 本発明のセメント配合物用スランプロス防止剤は、モル
タル、コンクリートなどのセメント配合物に添加するだ
けで、セメント配合物の流動性を経時的に安定に維持す
ることができ、セメント分散剤などにより所定のスラン
プとなるように調整されたセメント配合物の経時的な流
動性の低下を防止する。
また、本発明のスランプロス防止剤は、種々の公知なセ
メント分散剤と併用して使用されるが、セメント分散剤
の本来有するセメント分散能を増大したり低減したりす
ることがなく、したがって、セメント配合物の流動性を
任意に調整することが容易であり、スランプロスが小さ
く且つ流動性が望ましい範囲に正確に制御されたセメン
ト配合物を要求する需要家の要望に答えるものである。
次に本発明のスランプロス防止剤について参考例及び実
施例を挙げて更に詳細に説明するが、もちろん本発明は
これだけに限定されるものではない。尚、例中特にこと
わりのない限り%はffi[1%を、また部は重岱郡を
表わすものとする。
参考例1 温度計、攪拌機、滴下ロート、窒素導入管および還流冷
却器を備えたガラス製反応容器に水379.6部を仕込
み、攪拌下に反応容器内を窒素置換し、窒素雰囲気下で
95℃まで加熱した。次に、メトキシポリエチレングリ
コールモノメタクリレート(エチレンオキシドの平均付
加モル数10個)279.4部、メタクリル酸ナトリウ
ム0.6部および水120.0部からなる七ツマー水溶
液と5%過硫酸アンモニウム水溶液13.6部とのそれ
ぞれを2時間で添加し、添加終了後ざらに5%過硫酸ア
ンモニウム水溶液6.8部を1時間で添加した。その後
1時間引き続いて95℃に温度を保持し、重合反応を完
結させ、平均分子聞が80000の共重合体(1)の水
溶液を得た。得られた共重合体(1)の25℃、濃度5
%での粘度は3.9cpsであった。
参考例2 温度計、攪拌機、滴下ロート、窒素導入管および還流冷
却器を備えたガラス製反応容器に水380、2部を仕込
み、攪拌下に反応容器内を窒素置換し、窒素雰囲気下で
95℃まで加熱した。次に、メトキシポリエチレングリ
コールモノメタクリレート(エチレンオキシドの平均付
加モル数10il)279.5部、アクリル酸ナトリウ
ム0.5部および水120.0部からなるモノマー水溶
液と5%過硫酸アンモニウム水溶液13.2部とのそれ
ぞれを2時間で添加し、添加終了後さらに5%過硫酸ア
ンモニウム水溶液6.6部を1時間で添加した。その後
1時間引き続いて95℃にyAr!1を保持し、重合反
応を完結させ、平均分子母が88000の共重合体(2
)の水溶液を得た。得られた共重合体(2)の25℃、
II麿5%での粘度は5.5cpsであった。
参考例3 温度計、攪拌機、滴下ロート、窒素導入管および還流冷
却器を備えたガラス製反応容器に水390、7部を仕込
み、攪拌下に反応容器内を窒素置換し、窒素雰囲気下で
95℃まで加熱した。次に、メトキシポリエチレングリ
コールモノメタクリレート(エチレンオキシドの平均付
加モル数乏0個)279、7部、メタクリル酸ナトリウ
ム0.3部および水120.0部からなるモノマー水溶
液と5%過硫酸アンモニウム水溶液6.2部とのそれぞ
れを2時間で添加し、添加終了後ざらに5%過硫酸アン
モニウム水溶液3.1部を1時間で添加した。その後1
時間引き続いて95℃に温度を保持し、重合反応を完結
させ、平均分子聞が134000の共重合体(3)の水
溶液を得た。得られた共重合体(3)の25℃、濃度5
%での粘度は20cpsであった。
参考例4 温度計、攪拌機、滴下ロート、窒素導入管および還流冷
却器を備えたガラス製反応容器に水397.0部を仕込
み、攪拌下に反応容器内を窒素置換し、窒素雰囲気下で
95℃まで加熱した。次に、メトキシポリエチレングリ
コールモノメタクリレート(エチレンオキシドの平均付
加モル数50個)279、8部、メタクリル酸ナトリウ
ム0.2部および水120.0部からなるモノマー水溶
液と5%過硫酸アンモニウム水溶液2.0部とのそれぞ
れを2時間で添加し、添加終了後さらに5%過VA酸ア
ンモニウム水溶液1.0部を1時間で添加した。その後
1時間引き続いて95℃に温度を保持し、重合反応を完
結させ、平均分子量が220000の共重合体(4)の
水溶液を得た。17られた共重合体(4)の25℃、濃
庶5%での粘度は91 C1)Sであった。
実施例1 セメン1−とじて普通ポルトランドセメント(住友セメ
ントviJ製)、細骨材として淀用産川砂(最大粒径5
M)、粗骨材として高槻産砕石(最大粒径25 MR)
およびAEE水剤としてホゾリス〜o70を用い、単位
セメントffl 320 Ks / m’、単位水F1
m 1691(g/−(水/lメント比52.8%)、
単位細骨材41883 Kj / m、単位tfHi材
m933Kg/ゴ(細骨材率48.6%)および単位A
E減減水恒量、 8 Kg/ Triの配合で、練り混
ぜωが307となるようにそれぞれの材料を計Gし、可
傾式ミキサーに全材料を投入した。直ちに3分間練り混
ぜを行い、19られた目標スランプ8 crtr 1目
標空気口4%のベースコンクリートを全役ミキサーより
排出した。次に、ベースコンクリート全量をミキサーに
戻し、セメント分散剤としてのナフタレンスルホン酸ナ
トリウム塩ホルマリン縮合物(花王石鹸■製、マイティ
150)および参考例1で得られた共重合体(1)を、
対Cメント固形分でセメント分散剤0.25%、共重合
体(1)0.1%となる世をそれぞれミキサーに投入し
、2分間練り混ぜを行い、流動化コンクリートをrJJ
製した。
得られた流動化コンクリートは、直ちにミキサーより全
量排出し、調製直後のスランプおよび空気のを測定した
。次に、流動化コンクリート全8を再度ミキサーに戻し
、低速で所定時間練り続け、30分後、60分後、90
分後のスランプを測定して、スランプの経時変化をみた
また、得られた流動化コンクリートの圧縮強度および凝
結R間も測定した。これらの測定結果を第1表に示す。
なお、スランプ、空気m、圧縮強度および凝結時間の測
定方法や圧縮強度供試体の採取方法は、すべて日本工業
規格(JIS  A  1101,1128゜1108
、6204.7132>に準拠して行った。
実1M@2〜4 第1表に示された本発明のスランプロス防止剤としての
参考例2〜4で得られた共重合体およびセメント分散剤
を第1表に示された添加mで使用する他は、実施例1と
同様の操作を繰り返して流動化コンクリートを調製し、
それらのスランプ、空気量、圧縮強度および凝結時間を
測定した。測定結果を第1表に示す。
比較例1 実施例1において共重合体(1)を使用しない他は、実
施例1と同様の操作を繰り返して、比較用の流動化コン
クリートを調製し、そのスランプ、空気量、圧縮強度お
よび凝結時間を測定した。測定結果を第1表に示す。
比較例2 実施例3において共m合体(3)を使用しない他は、実
施例3と同様の操作を繰り返して、比較用の流動化コン
クリートをvA製し、そのスランプ、空気量、圧縮強度
および凝結時間を測定した。測定結果を第1表に示す。
第1表より明らかなように、本発明のスランプロス防止
剤は、少量の添加で極めて長時間セメント分散剤によっ
て設定されたスランプを安定に維持し、しかも圧縮強度
および凝結時間に悪影響を与えないことが確認できた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ [但し、式中Xは水素、メチル基、 −CH_2−COO−(R^1O)−_nR^2基又は
    ▲数式、化学式、表等があります▼基(但 し、R^1は炭素数2〜3のアルキレン基、R^2は水
    素又は炭素数1〜5のアルキル基、nは1〜100の正
    の整数、p及びqはそれぞれ0又は1〜100の正の整
    数であり且つp+qは1〜100の正の整数である。)
    を表わし、Yは−O−(R^1O)−_nR^2基又は
    ▲数式、化学式、表等があります▼基(但し、R^1、 R^2、n、p及びqは前記の通りである。)を表わす
    。] で示されるアルキレンオキシド付加単量体 (イ) および一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ [但し、式中Mは水素、一価金属、二価金属、アンモニ
    ウム基又は有機アミン基を表わし、rは0又は1を表わ
    し、 r=0の場合にZは水素、メチル基、 −CH_2−COO−(R^1O)−_nR^2基又は
    ▲数式、化学式、表等があります▼基(但 し、R^1、R^2、n、P、及びqは前記の通りであ
    る。)を表わし、 r=1の場合にZは−COOM基、 −COO−(R^1O)−_nR^2基又は▲数式、化
    学式、表等があります▼基(但し、M、 R^1、R^2、n、p、及びqは前記の通りである。 )を表わす。] で示されるカルボン酸系単量体(ロ) を必須成分とし、アルキレンオキシド付加単量体(イ)
    が98モル%以上、カルボン酸系単量体(ロ)が2モル
    %以下(但し、(イ)及び(ロ)成分の合計は100モ
    ル%である。)の比率で用いて得られる平均分子量60
    000〜500000の共重合体(A)及び/又は該共
    重合体(A)を更にアルカリ性物質で中和して得られる
    共重合体(B)を主成分とするセメント配合物用スラン
    プロス防止剤。
JP20875885A 1985-09-24 1985-09-24 セメント配合物用スランプロス防止剤 Granted JPS6270250A (ja)

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